JVM--Java内存区域

Posted 2021-01-18 caishengkai

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域，如图：

 

1.程序计数器

可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，通俗的讲就是用来指示执行哪条指令的。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置

Java多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行的，为了能够使得每个线程都在线程切换后能够恢复在切换之前的程序执行位置，每个线程都需要有自己独立的程序计数器

所以程序计数器是线程私有的

 

2.Java虚拟机栈

虚拟机栈描述的Java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧

栈帧包括：局部变量表、操作数栈、动态链接和返回地址

待补充。。。

线程私有

 

3.本地方法栈

Java虚拟机栈是对应Java方法；本地方法栈对应Native方法

线程私有

 

4.Java堆

存放对象实例

是垃圾收集器管理的主要区域

线程共享

 

5.方法区

 存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码

运行时常量池--用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用

线程共享

 

 

对象创建

虚拟机遇到一条new指定时，首先检查指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并检查这个符号引用待代表的类是否已被加载、解析和初始化过，

如果没有，要先执行类加载过程

类加载完后，虚拟机为新生对象分配内存，对象内存的大小在类加载完后便可完全确认

为对象分配内存相当于把Java堆中划分一块出来

在并发情况下，划分内存不是线程安全的，有2种解决方案：

1.对划分内存操作进行同步处理

2.每个线程在Java堆中预先分配一块内存--本地线程分配缓存TALB,只有在TALB用完并分配新的TALB时，才需要同步锁定

内存分配完成后，虚拟机将分配的内存空间都初始化为零值--这一步操作保证了对象实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用

自此，虚拟机就创建完一个新的对象了

简洁创建过程：类加载-->分配内存-->把内存空间初始化为零值

 

对象的内存布局

对象在内存中存储布局分为3块区域---对象头、实例数据、对齐填充

对象头：

1.存储对象自身的运行时数据---哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等

2.类型指针---对象指向它的类元数据的指针（并非所有JVM）

3.如果对象是数组，对象头还存储用于记录数组长度的数据

实例数据：

程序代码中所定义的各种类型的字段内容

对齐填充：

占位符，无特别含义

 

对象的访问定位

Java程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象；reference是一个指向对象的引用。

具体访问方式有2中---句柄、直接指针

句柄：

Java堆中划分出一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象的实例数据和类型数据各自的具体地址

好处：稳定，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要改变

坏处：开销大，每次都要2次指针定位

直接指针：

Java堆对象的布局中存有访问类型数据的相关信息，reference中直接存储对象的地址

好处：速度快，主要用这种

 

以上都是针对主流虚拟机Sun HotSpot而言！